某難選銅鋅硫化礦銅回收選礦試驗研究

白 潔，孫志健，于 洋

（礦冶科技集團有限公司 礦物加工科學與技術國家重點實驗室，北京 102628）

1 引言

銅是國民生產中的重要有色金屬，需求日益增加，隨著礦產資源的不斷開發，難選礦石越來越多。銅鋅多金屬硫化礦所含主要礦物為黃銅礦和閃鋅礦，通常品位較低、礦石組成復雜、礦物粒度細、嵌布共生密切，最大限度的從銅鋅硫化礦中浮選分離回收銅、鋅礦物是研究重點［1-4］。某低品位銅鋅硫化礦含硫量高，黃銅礦粒度細，不易解離，易形成連生體，銅礦物難以高效回收。本文在分析礦石性質特點的基礎上，通過對選礦工藝和藥劑制度進行研究，解決了難選銅礦物浮選問題，實現了銅礦物的有效分離回收。

2 礦石性質

2.1 礦石的化學組成和物相分析

礦石的化學組成分析結果見表1，銅、鋅化學物相分析結果見表2、3。

表1 礦石化學組成分析結果 /%

表2 銅的化學物相分析結果 /%

表3 鋅的化學物相分析結果 /%

2.2 礦石的礦物組成分析

礦石中的銅礦物絕大部分為黃銅礦，微量銅藍；鋅礦物為閃鋅礦；其他金屬礦物主要為磁黃鐵礦，少量黃鐵礦、磁鐵礦，另有微量毒砂、方鉛礦、褐鐵礦等。礦石中的非金屬礦物大部分為螢石，其次為鈣鐵榴石、綠泥石、方解石、石英，少量的長石、白云母、透輝石，微量磷灰石、榍石、高嶺石等。礦石組成及含量見表4。

表4 礦石的礦物組成分析 %

2.3 難點分析

礦石中黃銅礦的含量低，硫含量高，銅礦物粒度較細，在-0.020mm粒級中，黃銅礦的占有率為16.56%，這部分微細粒黃銅礦較難實現單體解離，易損失在尾礦中。當磨礦細度為-0.074mm占70%時，礦石中的黃銅礦的解離度僅為48.54%，單體解離度較低，以富連生體形式與脈石礦物和磁黃鐵礦連生的黃銅礦為17.96%，屬于難選硫化礦。

3 選礦工藝研究

根據礦石性質特點差異，銅鋅浮選分離常用的流程有優先浮選、混合浮選和等可浮流程等［2］。礦石中銅礦物為黃銅礦，可浮性較好，但含量低，宜采用銅優先浮選流程進行回收，以提高銅精礦品位。銅礦物粒度細，不易解離，為提高銅選礦回收率，不宜采用強壓強拉藥劑制度，部分富連生體可通過再磨方式，添加高效抑制劑實現與鋅、硫及脈石礦物分離。本文主要研究解決微細粒銅礦物浮選回收問題，因此主要對選銅試驗的重要影響因素進行探討，鋅礦物浮選不做介紹。

3.1 銅粗選試驗

3.1.1 銅粗選礦漿pH試驗

硫化礦物浮選性能與礦漿pH密切相關，適宜的礦漿pH可以有效提高銅浮選回收率，石灰為常用浮選pH調整劑，同時也是黃鐵礦的抑制劑。考察礦漿pH對銅礦物浮選影響，試驗結果見圖1。浮選礦漿pH值對銅礦物浮游性能影響較大，石灰添加量由0增加至2000g/t，礦漿pH值由7.03升高至9.85，銅浮選回收率由52%提高至75.04%，繼續升高礦漿pH值，銅回收率降低，故銅浮選礦漿pH值宜控制在10左右。

圖1 礦漿pH對銅粗選的影響

3.1.2 銅粗選捕收劑種類試驗

礦石含銅量低，含硫量高，銅礦物嵌布粒度細，采用選擇性好的捕收劑是確保銅精礦品位和回收率的關鍵，選取了Z200、EP、BK901B、BK404等銅礦物選擇性較強的捕收劑進行試驗［5-7］，試驗結果見圖2。采用BK404作捕收劑獲得的銅精礦品位及回收率均較高，BK404是礦冶科技集團研發的銅礦物捕收劑，對細粒銅礦物捕收力強，對閃鋅礦和黃鐵礦的捕收力很弱，選擇性較好，因此，本試驗銅礦物浮選采用BK404作為捕收劑，用量40～50 g/t為宜。

圖2 銅粗選捕收劑種類試驗結果

3.1.3 銅粗選抑制劑用量試驗

硫酸鋅是閃鋅礦有效的抑制劑，常與亞硫酸鈉組合使用，以發揮藥劑協同作用達到更好的抑制效果。試驗采用硫酸鋅和亞硫酸鈉質量比2∶1作為閃鋅礦抑制劑［4］，研究抑制劑用量對銅粗選的影響。試驗結果見圖3。隨著抑制劑用量的增大，銅粗精礦品位提高，銅粗精礦中鋅損失降低，銅回收率略有下降，硫酸鋅+亞硫酸鈉用量為1500+750g/t時，對銅浮選回收率影響較大，綜合考慮，確定抑制劑用量硫酸鋅1000g/t，亞硫酸鈉500g/t。

圖3 銅粗選抑制劑用量試驗結果

3.2 銅精選試驗

3.2.1 銅精選再磨細度試驗

礦石中銅礦物粒度較細，使得當磨礦細度為-0.074mm占70%時，黃銅礦的單體解離度較低為48.54%，銅礦物易損失在尾礦中，需提高磨礦細度，對銅粗精礦進行再磨，使銅礦物進一步解離。考察再磨細度對浮選的影響，試驗結果見圖4。隨著再磨細度增大，銅精礦品位提高，含鋅降低，銅回收率降低，綜合考慮，選定銅精選再磨細度為-0.043mm占97%，銅精礦銅品位17.11%，銅回收率90.90%。

圖4 銅精選再磨細度試驗結果

3.2.2 銅精選抑制劑用量試驗

由于銅粗精礦再磨后，部分黃銅礦與磁黃鐵礦和脈石礦物的連生體發生解離，因此，在使用硫酸鋅和亞硫酸鈉為抑制劑的基礎上，添加磁黃鐵礦和脈石礦物抑制劑。BK556為礦冶科技集團研發的綠色環保有機鐵硫化物抑制劑，對脈石礦物也具有很好的抑制效果。考察BK556用量對銅精選的影響，試驗結果見圖5。隨著BK556用量增大，銅精礦品位明顯提高，由10.58%提高至17.71%，但銅回收率降低，綜合考慮，BK556用量以120g/t為宜。

圖5 銅精選BK556用量試驗結果

3.3 選銅閉路試驗

在條件試驗的基礎上，進行選銅的閉路試驗，采用的工藝流程為一次粗選、一次掃選（主回收礦物為閃鋅礦，減少閃鋅礦在銅精礦中的損失）、銅粗精礦再磨、三次精選，銅浮選采用BK404為捕收劑，硫酸鋅、亞硫酸鈉和BK556為抑制劑。閉路試驗流程見圖6，試驗結果見表5，該流程可獲得含含銅20.74%，含鋅7.98%，銅回收率74.16%的銅精礦。后續對礦石中鋅礦物的回收進行了試驗研究，可以獲得較高品位的鋅精礦。

圖6 選銅閉路試驗流程

表5 選銅閉路試驗結果 /%

4 結論

（1）礦石中含銅0.36%，含鋅4.88%，含硫24.16%，銅品位低而含硫量高，銅礦物嵌布粒度細，較難解離，易形成與磁黃鐵礦和脈石礦物的連生體，屬于難選硫化礦。

（2）采用一次粗選、一次掃選、銅粗精礦再磨、三次精選的選礦工藝流程，實現了細微粒銅礦物的有效回收，銅精礦含銅20.74%，含鋅7.98%，銅回收率74.16%。

（3）該浮選工藝使用了自主研發的銅礦物捕收劑BK404和鐵硫化物抑制劑BK556，具有選擇性好，用量少，經濟環保的特點，為此類型礦石的浮選藥劑的選擇提供參考和借鑒。